Оригінал: Ulink Media
Автор: 旸谷
Нещодавно голландська напівпровідникова компанія NXP у співпраці з німецькою компанією Lateration XYZ отримала можливість досягти міліметрової точності позиціонування інших елементів і пристроїв UWB за допомогою ультраширокосмугової технології. Це нове рішення надає нові можливості для різних сценаріїв застосування, які потребують точного позиціонування та відстеження, знаменуючи суттєвий прогрес в історії розвитку технології UWB.
Фактично поточна сантиметрова точність UWB у сфері позиціонування була виконана швидко, а вища вартість апаратного забезпечення також викликає у користувачів і постачальників рішень головний біль щодо вирішення проблем, пов’язаних із вартістю та розгортанням. При цьому час «докатується» до міліметрового рівня, чи потрібно? І які ринкові можливості надасть UWB міліметрового рівня?
Чому UWB міліметрового масштабу важко досягти?
Будучи високоточним, високоточним, високозахищеним методом позиціонування та вимірювання дальності, UWB-позиціонування в приміщенні теоретично може досягати міліметрової або навіть мікрометрової точності, але при фактичному розгортанні воно залишалося на сантиметровому рівні протягом тривалого часу, головним чином через до таких факторів, які впливають на фактичну точність позиціонування UWB:
1. Вплив режиму розгортання датчика на точність позиціонування
У фактичному процесі визначення точності позиціонування збільшення кількості датчиків означає збільшення надлишкової інформації, а багата надлишкова інформація може ще більше зменшити помилку позиціонування. Однак точність позиціонування не підвищується з найкращими датчиками, і коли кількість датчиків збільшується до певної кількості, внесок у точність позиціонування не є великим із збільшенням датчиків. А збільшення кількості датчиків означає зростання вартості обладнання. Таким чином, як знайти баланс між кількістю датчиків і точністю позиціонування, а отже, розумним розгортанням датчиків UWB, є центром дослідження впливу розгортання датчиків на точність позиціонування.
2. Вплив ефекту багатопроменевості
Надширокосмугові сигнали позиціонування UWB під час процесу розповсюдження відбиваються та заломлюються навколишнім середовищем, таким як стіни, скло та внутрішні предмети, наприклад робочі столи, що призводить до ефекту багатопроменевого поширення. Сигнал змінює затримку, амплітуду та фазу, що призводить до ослаблення енергії та зменшення відношення сигнал/шум, що призводить до того, що перший досягнутий сигнал не є прямим, викликаючи помилки визначення дальності та зниження точності позиціонування . Таким чином, ефективне придушення ефекту багатопроменевого поширення може підвищити точність позиціонування, а поточні методи придушення багатопроменевого поширення в основному включають методи МУЗИКИ, ESPRIT і виявлення країв.
3. Вплив NLOS
Поширення прямої видимості (LOS) є першою та обов’язковою умовою для забезпечення точності результатів вимірювання сигналу, коли умови між мобільним об’єктом позиціонування та базовою станцією не можуть бути виконані, поширення сигналу може здійснюватися лише завершено за умов поза межами прямої видимості, таких як рефракція та дифракція. У цей час час першого імпульсу, що надходить, не відповідає дійсному значенню TOA, а напрямок першого імпульсу, що надходить, не є реальним значенням AOA, що спричинить певну помилку позиціонування. На даний момент основними методами усунення помилки не прямої видимості є метод Вайлі та метод кореляційного усунення.
4. Вплив тіла людини на точність позиціонування
Основним компонентом людського тіла є вода. Вода на бездротовому імпульсному сигналі UWB має сильний ефект поглинання, що призводить до ослаблення сили сигналу, відхилення інформації про діапазон та впливає на кінцевий ефект позиціонування
5. Вплив ослаблення проникнення сигналу
Будь-яке проникнення сигналу крізь стіни та інші об’єкти буде послаблено, UWB не є винятком. Коли UWB позиціонування проникає через звичайну цегляну стіну, сигнал буде послаблений приблизно вдвічі. Зміни часу передачі сигналу через проникнення в стіну також впливатимуть на точність позиціонування.
Завдяки людському тілу проникнення сигналу, спричинене точністю удару, важко обійти. NXP і німецька компанія LaterationXYZ запровадять інноваційні рішення для компонування датчиків, щоб покращити технологію UWB, не було спеціального відображення інноваційних результатів , я можу лише звільнитися з офіційного веб-сайту NXP минулих технічних статей, щоб зробити відповідні припущення.
Що стосується мотивації покращити точність UWB, я вважаю, що це перш за все NXP як провідний світовий гравець UWB, який має справу з поточними вітчизняними виробниками масштабних інновацій у ситуації прориву та технічному захисті. Зрештою, поточна технологія UWB все ще перебуває на стадії бурхливого розвитку, а відповідна вартість, застосування та масштаб ще не стабілізувалися, на даний момент вітчизняні виробники більше стурбовані тим, щоб продукти UWB якомога швидше приземлилися. і поширення, щоб захопити ринок, немає часу дбати про точність UWB для покращення інновацій. NXP, як один із провідних гравців у сфері UWB, має повну екосистему продуктів, а також багаторічну глибоку оранку накопиченої технічної потужності, більш комфортну для впровадження інновацій UWB.
По-друге, NXP цього разу в напрямку UWB міліметрового рівня також бачить безмежний потенціал майбутнього розвитку UWB і переконаний, що підвищення точності виведе на ринок нові програми.
На мій погляд, переваги UWB продовжуватимуть покращуватися з розвитком «нової інфраструктури» 5G і далі розширюватимуть свої координати цінності в процесі промислової модернізації інтелектуального розширення можливостей 5G.
Раніше в мережі 2G/3G/4G сценарії мобільного позиціонування були в основному зосереджені на екстрених викликах, законному доступі до місцезнаходження та інших програмах, вимоги до точності позиціонування невисокі, на основі грубої точності позиціонування Cell ID від десятків метрів до сотень метрів. У той час як 5G використовує нові методи кодування, злиття променів, великомасштабні антенні решітки, спектр міліметрових хвиль та інші технології, його широка смуга пропускання та технологія антенних решіток забезпечують основу для високоточного вимірювання відстані та високоточного вимірювання кута. Таким чином, ще один раунд спринту UWB у сфері точності підтримується відповідним фоном епохи, технологічною основою та достатніми перспективами застосування, і цей спринт точності UWB можна розглядати як попередній макет для задоволення модернізації цифрового інтелекту.
Які ринки відкриє Millimeter UW?
Наразі ринковий розподіл UWB в основному характеризується дисперсією на B-кінці та концентрацією на C-кінці. У додатку В-кінець має більше варіантів використання, а С-кінець має більше творчого простору для продуктивного майнінгу. На мій погляд, ця інновація, зосереджена на ефективності позиціонування, консолідує переваги UWB у точному позиціонуванні, що не тільки приносить прорив у продуктивності для існуючих додатків, але й створює можливості для UWB відкрити новий простір для додатків.
На ринку B-end, для парків, заводів, підприємств та інших сценаріїв, бездротове середовище його конкретної області є відносно певним, і точність позиціонування може бути стабільно гарантована, тоді як такі сцени також підтримують стабільний попит на точне сприйняття позиціонування, або стане UWB міліметрового рівня незабаром буде спрямована на перевагу ринку.
У сценарії видобутку, з розвитком інтелектуального будівництва шахт, рішення злиття «5G+UWB позиціонування» може зробити інтелектуальну систему видобутку повним позиціонуванням за дуже короткий час, досягти ідеального поєднання точного позиціонування та низького енергоспоживання, а також реалізувати характеристики високої точності, великої потужності та тривалого часу очікування тощо. У той же час, на основі управління безпекою шахти, це може бути використано для забезпечення безпеки шахти та управління безпекою шахти. У той же час, виходячи з жорсткого попиту на управління безпекою шахт, UWB також буде використовуватися в повсякденному управлінні персоналом і автомобільним треком. На даний момент в країні є приблизно 4000 вугільних шахт, а середній попит на базову станцію кожної вугільної шахти становить близько 100, з чого можна оцінити, що загальний попит на базову станцію вугільної шахти становить приблизно 400 000, загальна кількість вугільних шахтарів приблизно 4 мільйони людей, відповідно до 1 особи на 1 мітку, попит на теги UWB приблизно 4 мільйони. Згідно з поточним кінцевим користувачем, який купує єдину ринкову ціну, ринок вугілля на ринку апаратного забезпечення UWB "базова станція + тег" становить близько 4 мільярдів у вихідній вартості.
Гірничодобувна промисловість і видобуток корисних копалин мають подібні сценарії високого ризику, видобуток нафти, електростанції, хімічні заводи тощо, потреби в управлінні безпекою щодо вимог до точності позиціонування вищі, підвищення точності позиціонування UWB до міліметрового рівня допоможе консолідувати свої переваги в таких областях.
У сценаріях промислового виробництва, складування та логістики UWB став інструментом для зниження витрат та ефективності. Працівники, які використовують портативні пристрої з технологією UWB, можуть точніше знаходити та розміщувати різні частини; побудова системи управління, яка інтегрує технологію UWB в управління складом, може точно контролювати всі види матеріалів і персоналу на складах у режимі реального часу, а також досягти контролю запасів, управління персоналом і в той же час також досягти ефективного та безпомилкового безпілотного матеріалу оборот через обладнання AGV, що може значно підвищити ефективність виробництва.
Крім того, міліметровий стрибок UWB також може відкрити нові сфери застосування в галузі залізничного транспорту. На даний момент система активного керування поїздом в основному покладається на супутникове позиціонування для завершення, для середовища підземних тунелів, а також міських висотних будинків, каньйонів та інших сцен супутникове позиціонування схильне до збою. Технологія UWB у позиціонуванні та навігації поїздів CBTC, уникненні зіткнень і ранньому попередженні про зіткнення, точній зупинці поїздів тощо може забезпечити більш надійну технічну підтримку для безпеки та контролю залізничного транспорту. Наразі такий вид застосування в Європі та Сполучених Штатах має розрізнені випадки застосування.
На ринку C-терміналів підвищення точності UWB до міліметрового рівня відкриє нові сценарії застосування, окрім цифрових ключів для транспортних засобів. Наприклад, автоматичне паркування автомобіля працівником готелю, автоматична оплата тощо. У той же час, заснована на технології штучного інтелекту, також може «вивчити» моделі руху та звички користувача та покращити продуктивність технології автоматичного водіння.
У сфері споживчої електроніки UWB може стати стандартною технологією для смартфонів під хвилею взаємодії автомобіля з машиною цифрових автомобільних ключів. Окрім відкриття ширшого простору застосування для позиціонування та пошуку продуктів, підвищення точності UWB також може відкрити новий простір застосування для сценаріїв взаємодії обладнання. Наприклад, точний діапазон UWB може точно контролювати відстань між пристроями, регулювати конструкцію сцени доповненої реальності, для гри, аудіо та відео, щоб забезпечити кращий сенсорний досвід.
Час публікації: 04 вересня 2023 р